5.21.4.5 Arquitecturas Heterogéneas (10 horas) [Habilidades AG-C03,AG-C09]

Referencias Bibliográficas: [Patterson and Hennessy, 2020,Harris and Harris, 2012]

Temas

1. Arquitecturas SIMD y MIMD (por ejemplo, GPUs de Propósito General, TPUs y NPUs)
2. Sistemas de memoria heterogéneos:
   1. Memoria compartida versus memoria distribuida
   2. Memoria volátil vs no volátil
   3. Protocolos de coherencia
3. Arquitecturas Específicas de Dominio (DSAs):
   1. Acelerador de Aprendizaje Automático
   2. Computación en red
   3. Sistemas embebidos para aplicaciones emergentes
   4. Computación neuromórfica
   5. Dispositivos de computación perimetral
4. Soluciones de empaquetado e integración como 3DIC y chiplets
5. Aprendizaje automático en diseño de arquitectura:
   1. Algoritmos de IA para análisis de carga de trabajo
   2. Optimización de configuraciones de arquitectura para rendimiento y eficiencia energética

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Analizar un diagrama de sistema con arquitecturas paralelas alternativas, por ejemplo, SIMD y MIMD, e identificar las diferencias clave [Analizar]
2. Discutir qué problemas de gestión de memoria se encuentran en multiprocesadores que no están presentes en uniprocesadores y cómo estos problemas podrían resolverse [Debatir]
3. Indicar las diferencias entre placa base de memoria, interconexión de memoria del procesador y memoria remota a través de redes, sus implicaciones para la latencia de acceso y su impacto en el rendimiento del programa [Diferenciar]
4. Discutir cómo determinarías cuándo usar un acelerador específico de dominio en lugar de una CPU de propósito general [Debatir]
5. Enumerar diferencias clave en los principios de diseño arquitectónico entre una unidad de procesamiento basada en vector y basada en escalar [Enumerar]
6. Enumerar las ventajas y desventajas de una arquitectura PIM [Listar/Enumerar]